(57)【要約】【課題】  非線形素子に用いる薄膜を側面が基板に対して垂直に近い形状にパターニングすることができる非線形素子の製造方法、および電気光学装置を提供すること。【解決手段】  ラテラル構造のＴＦＤ１０を製造するにあたって、タンタル膜１３および分厚い第１の絶縁膜１７の上にレジストマスク１９を形成した後、第１の絶縁膜１７およびタンタル膜１３に対してドライエッチングを行う。このドライエッチングの際、第１のガス成分（ＳＦ6）の比率が比較的低く、第２のガス成分（Ｏ2）の比率が比較的高い第１のエッチングガスＧ１を用いた第１のエッチング処理を行った後、第１のガス成分（ＳＦ6）の比率が比較的高く、第２のガス成分（Ｏ2）の比率が比較的低い第２のエッチングガスＧ２を用いた第２のエッチング処理を行う。【選択図】  図４
2006269732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも金属膜あるいは半導体膜を備えた薄膜の上層にレジストマスクを形成した状態で前記薄膜をドライエッチングして非線形素子を形成するための薄膜パターンを得る薄膜パターニング工程を有する非線形素子の製造方法において、
前記薄膜パターニング工程では、前記薄膜に対するエッチング性を備えた第１のガス成分と、前記レジストマスクに対するエッチング性を備えた第２のガス成分とを所定の割合で含む第１のエッチングガスでエッチングを行う第１のエッチング処理と、前記第１のエッチングガスよりも前記第１のガス成分の比率が高い第２のエッチングガスでエッチングを行う第２のエッチング処理とを行うことを特徴とする非線形素子の製造方法。
【請求項２】
前記第１のエッチング処理では、前記第１のエッチングガスにおける前記第１のガス成分の比率を流量比で７５％以下とし、
前記第２のエッチング処理では、前記第２のエッチングガスにおける前記第１のガス成分の比率を流量比で８０％以上とすることを特徴とする請求項１に記載の非線形素子の製造方法。
【請求項３】
前記第２のエッチング処理の時間は、前記第１のエッチング処理の時間よりも短いことを特徴とする請求項１または２に記載の非線形素子の製造方法。
【請求項４】
前記第１のガス成分はＳＦ6であり、前記第２のガス成分はＯ2であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の非線形素子の製造方法。
【請求項５】
前記非線形素子は、薄膜ダイオードであり、
前記レジストマスクを形成する前に前記金属膜の表面に第１の絶縁膜を形成して前記薄膜を形成しておき、前記薄膜パターニング工程によって、前記薄膜パターンとして、前記第１の絶縁膜を上面に備えた下部電極を形成し、
前記薄膜パターニング工程を行った後、前記下部電極の側面に前記第１の絶縁膜よりも薄い第２の絶縁膜を形成し、
当該第２絶縁膜を形成した後に、前記第１の絶縁膜および前記第２の絶縁膜を介して前記下部電極に対向する上部電極を形成することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の非線形素子の製造方法。
【請求項６】
前記金属膜は、タンタルを主成分とする金属膜であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の非線形素子の製造方法。
【請求項７】
前記非線形素子は、薄膜トランジスタであり、
前記薄膜パターンは、前記薄膜トランジスタにおいて能動層を形成する半導体層であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の非線形素子の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の製造方法により製造した非線形素子を画素スイッチング素子として用いたことを特徴とする電気光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非線形素子の製造方法、および非線形素子を画素スイッチング素子として用いた電気光学装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶装置などの電気光学装置において、画素スイッチング素子として用いられているＴＦＤ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｄｉｏｄｅ：薄膜ダイオード／非線形素子）は、図１０（ａ）に示すように、下部電極１３ｂと、この下部電極１３ｂの上面および側面を覆う絶縁体１１と、この絶縁体１１を介して下部電極１３ｂと対向する上部電極１５ｂとを備えている。このような構成のＴＦＤでは、上部電極１５ｂと下部電極１３ｂとの対向面積が広いため、ＴＦＤの寄生容量が大きくなってしまう。そこで、下部電極１３ｂの上面に厚い第１の絶縁膜１７ａを形成する一方、側面に薄い第２の絶縁膜１４を形成することにより、下部電極１３ｂの上面に寄生する容量成分を無視できるようにしたラテラル構造のＴＦＤが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようなラテラル構造のＴＦＤを製造するには、まず、図１０（ｂ）に示すように、素子基板２０の表面にタンタル酸化物などからなる下地層２０１、タンタル膜１３、および分厚い第１の絶縁膜１７をこの順に形成した後、レジストマスク１９を形成し、この状態で、第１の絶縁膜１７およびタンタル膜１３をドライエッチングによりパターニングし、図１０（ａ）に示すような分厚い第１の絶縁膜１７ａを備えた下部電極１３ｂを形成する。次に、下部電極１３ｂに陽極酸化を施して側面に薄い第２の絶縁膜１４を形成した後、上部電極１５ｂを形成する。
【特許文献１】特開昭６２−２４５２２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、レジストマスク１９を形成した状態で第１の絶縁膜１７およびタンタル膜１３をドライエッチングするときに、エッチングガスとしてＳＦ6ガスを用いると、レジストマスク１９が過熱され、基板の外周側などに形成されたレジストマスク１９が焼きついてしまう結果、その後のアッシング工程でレジストマスク１９を除去できなくなるという問題点がある。また、レジストマスク１９が過熱されて剥離するという問題点がある。従って、ＳＦ6ガスにＯ2を添加したエッチングガスを用いるのが一般的であるが、このようなエッチングガスを用いると、エッチング中にレジストマスク１９もエッチングされてしまい、図１０（ｃ）に示すように、裾が広く広がった形状、すなわち側面と基板とがなす角度αが小さい形状の下部電極１３ｂが形成されてしまう。その結果、下部電極１３ｂの側面の面積が広くなってしまい、ＴＦＤをラテラル構造にしたにもかかわらず、寄生容量が大きくなってしまうという問題点がある。
【０００５】
以上の問題点に鑑みて、非線形素子に用いる薄膜を側面が垂直に近い形状にパターニングすることができる非線形素子の製造方法、および電気光学装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明では、少なくとも金属膜あるいは半導体膜を備えた薄膜の上層にレジストマスクを形成した状態で前記薄膜をドライエッチングして非線形素子を形成するための薄膜パターンを得る薄膜パターニング工程を有する非線形素子の製造方法において、前記薄膜パターニング工程では、前記薄膜に対するエッチング性を備えた第１のガス成分と、前記レジストマスクに対するエッチング性を備えた第２のガス成分とを所定の割合で含む第１のエッチングガスでエッチングを行う第１のエッチング処理と、前記第１のエッチングガスよりも前記第１のガス成分の比率が高い第２のエッチングガスでエッチングを行う第２のエッチング処理とを行うことを特徴とする。
【０００７】
本発明では、薄膜に対するパターニング工程では、まず、第１のガス成分の比率が比較的低く、第２のガス成分の比率が比較的高い第１のエッチングガスを用いた第１のエッチング処理を行った後、第１のガス成分の比率が比較的高い第２のエッチングガスを用いた第２のエッチング処理を行う。このため、第１のエッチング処理が終了した時点では、薄膜パターンは裾が広がった形状を有しているが、第２のエッチング処理を行うと、薄膜パターンの側面は、基板に対して垂直に近い形状に整形される。それ故、例えば、薄膜パターンをラテラル構造のＴＦＤの下電極として用いた場合、側面の面積が狭いので、下部電極の側面に寄生する容量成分を小さく抑えることができる。しかも、第１のエッチング処理と第２のエッチング処理を組み合わせたため、第２のエッチング処理の時間が短いので、エッチングガスとして第１のガス成分の比率が高い条件で第２のエッチング処理を行っても、レジストマスクには焼きつきや剥離などの問題が発生しない。
【０００８】
例えば、前記第１のエッチング処理では、前記第１のエッチングガスにおける前記第１のガス成分の比率を流量比で７５％以下とし、前記第２のエッチング処理では、前記第２のエッチングガスにおける前記第１のガス成分の比率を流量比で８０％以上とする。前記第１のエッチングガスにおける前記第１のガス成分の比率が流量比で７５％以下であれば、レジストの過熱を抑えることができ、前記第２のエッチングガスにおける前記第１のガス成分の比率を流量比で８０％以上であれば、薄膜パターンの側面形状を好適に整形できる。
【０００９】
本発明において、前記第２のエッチング処理の時間は、前記第１のエッチング処理の時間よりも短いことが好ましい。
【００１０】
本発明において、前記第１のガス成分は、例えばＳＦ6であり、前記第２のガス成分は例えばＯ2である。
【００１１】
本発明において、前記非線形素子がラテラル構造の薄膜ダイオードである場合、前記レジストマスクを形成する前に前記金属膜の表面に第１の絶縁膜を形成して前記薄膜を形成しておき、前記薄膜パターニング工程によって、前記薄膜パターンとして、前記第１の絶縁膜を上面に備えた下部電極を形成し、前記薄膜パターニング工程を行った後、前記下部電極の側面に前記第１の絶縁膜よりも薄い第２の絶縁膜を形成し、当該第２絶縁膜を形成した後に、前記第１の絶縁膜および前記第２の絶縁膜を介して前記下部電極に対向する上部電極を形成する。この場合、前記金属膜は、例えば、タンタルを主成分とする金属膜である。
【００１２】
本発明において、前記非線形素子が薄膜トランジスタである場合、前記薄膜パターンは、前記薄膜トランジスタにおいて能動層を形成する半導体層である。
【００１３】
本発明に係る製造方法により製造した非線形素子は、例えば、電気光学装置の画素スイッチング素子として用いることができ、このような電気光学装置は、例えば、携帯電話機やモバイルコンピュータなどといった電子機器に用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において、図１０を参照して説明した従来技術と共通する部分には同一の符号を付して説明する。なお、参照する各図において、図面上で認識可能な大きさとするために縮尺が各層や各部材ごとに異なる場合がある。
【００１５】
（電気光学装置の構成例）
図１は、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置（液晶装置）の電気的構成を示すブロック図である。図２は、図１に示す電気光学装置の構成を模式的に示す断面図である。
【００１６】
図１に示すように、本形態の電気光学装置１００では、複数本の走査線５１が行（Ｘ）方向に延在して形成され、また、複数本のデータ線５２が列（Ｙ）方向に延在して形成されている。また、走査線５１とデータ線５２との各交差点に対応する位置に画素５３が形成され、これらの画素５３は、マトリクス状に配置されている。各画素５３では、液晶層５４と、非線形素子としてのＴＦＤ１０とが直列接続しており、図１に示す例では、液晶層５４が走査線５１の側に、ＴＦＤ１０がデータ線５２の側にそれぞれ接続されている。なお、液晶層５４がデータ線５２の側に、ＴＦＤ１０が走査線５１の側にそれぞれ接続されることもある。ここで、各走査線５１は、走査線駆動回路５７によって駆動される一方、各データ線５２は、データ線駆動回路５８によって駆動される。
【００１７】
このような電気光学装置１００は、具体的には、例えば、図２に示すように構成される。ここで、対向配置された一対の基板のうち、一方の基板は、前記のＴＦＤ１０や画素電極が形成される素子基板２０であり、他方の基板は、対向基板３０である。これらの基板のうち、素子基板２０の内側表面には、複数本のデータ線５２と、それらのデータ線５２に接続される複数のＴＦＤ１０と、それらのＴＦＤ１０と１対１に接続される画素電極２３とが形成されている。データ線５２は、図２において紙面に対して垂直方向に延在して形成される一方、ＴＦＤ１０および画素電極２３は、ドットマトリクス状に配列している。そして、画素電極２３などの表面には、一軸配向処理、例えばラビング処理が施された配向膜２４が形成されている。
【００１８】
対向基板３０の内側表面には、カラーフィルタ３８が形成されており、「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」の３色の着色層を構成している。なお、これら３色の着色層の隙間には、ブラックマトリクス３９が形成されて、着色層の隙間からの入射光を遮蔽する構成となっている。カラーフィルタ３８およびブラックマトリクス３９の表面には平坦化膜３７が形成され、さらにその表面には、走査線５１として機能する対向電極３１が、データ線５２と直交する方向に形成されている。なお、平坦化膜３７は、カラーフィルタ３８およびブラックマトリクス３９の平滑性を高めて、対向電極３１の断線を防止する目的などのために設けられる。さらに、対向電極３１の表面には、ラビング処理が施された配向膜３４が形成されており、配向膜２４、３４は、一般にポリイミドなどから形成される。
【００１９】
素子基板２０と対向基板３０とは、スペーサ（図示省略）を含むシール材１０４によって一定の間隙を保って接合され、この間隙に、液晶１０５が封入された構成となっている。素子基板２０の外側表面には、配向膜２４へのラビング方向に対応した光軸を有する偏光板２１７などが貼着され、対向基板３０の外側表面には、配向膜３４へのラビング方向に対応した光軸を有する偏光板３１７などが貼着されている。なお、本形態の電気光学装置１００は、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）技術が適用されており、素子基板２０の表面に直接、液晶駆動用ＩＣチップ２６０が実装されている。
【００２０】
（画素５３およびＴＦＤ１０の構成）
図３は、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置において、ＴＦＤを含む数画素分のレイアウトを示す平面図であり、図４（ａ）、（ｂ）は、各画素に形成されたＴＦＤの説明図、および図３のIII−III′線における断面図である。
【００２１】
図３および図４（ａ）、（ｂ）に示すように、本形態のＴＦＤ１０は、第１のＴＦＤ１０ａおよび第２のＴＦＤ１０ｂを備えたＢａｃｋ−ｔｏ−Ｂａｃｋ構造を有している。すなわち、ＴＦＤ１０は、素子基板２０の表面に形成された下地層２０１（下地面）上に形成された下部電極１３ｂと、この下部電極１３ｂの上面および側面を覆うように形成された絶縁体１１と、この絶縁体１１の表面に形成されて相互に離間した上部電極１５ａ、１５ｂとから構成され、下部電極１３ｂの上面および側面と上部電極１５ａ、１５ｂとは、絶縁体１１を介して対向している。上部電極１５ａは、そのままデータ線５２となる金属層１５ｃと一体に形成されている一方、上部電極１５ｂは、画素電極２３に接続されている。なお、データ線５２は、下部電極１３ｂと同時形成された金属層１３ａを備えており、金属層１３ａ、１５ｃは、その長手方向の複数箇所で絶縁体１１に形成された切り欠き部分などで接続している。下地層２０１は、例えば、厚さが５０〜２００ｎｍ程度のタンタル酸化膜などの絶縁膜によって構成され、下部電極１３ｂの構成によっては省略してもよい。
【００２２】
本形態のＴＦＤ１０において、金属層１３ａおよび下部電極１３ｂは、例えば、厚さが１００〜１５０ｎｍ程度のタンタル膜によって形成されている。タンタル膜としてはタンタル単体膜、あるいはタンタルを主成分とする合金、例えば、タングステン−タンタル合金を用いることができる。上部電極１５ａ、１５ｂは、例えばクロム（Ｃｒ）などといった金属膜によって１００〜５００ｎｍ程度の厚さに形成されている。
【００２３】
このように構成したＴＦＤ１０において、第１のＴＦＤ１０ａは、データ線５２の側からみると順番に、上部電極１５ａ／絶縁体１１／下部電極１３ｂとなって、金属（導電体）／絶縁体／金属（導電体）のサンドイッチ構造を採るため、ダイオードスイッチング特性を有することになる。一方、第２のＴＦＤ１０ｂは、データ線５２の側からみると順番に、下部電極１３ｂ／絶縁体１１／上部電極１５ｂとなって、第１のＴＦＤ１０ａとは、反対のダイオードスイッチング特性を有することになる。従って、ＴＦＤ１０は、２つのダイオードを互いに逆向きに直列接続した形となっているため、１つのダイオードを用いる場合と比べると、電流−電圧の非線形特性が正負の双方向にわたって対称化されることになる。なお、このように非線形特性を厳密に対称化する必要がないのであれば、１つの非線形素子のみを用いても良い。
【００２４】
画素電極２３は、透過型として用いられる場合には、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）などの導電性の透明膜から形成される一方、反射型として用いられる場合には、アルミニウムや銀などの反射率の大きな反射性金属膜から形成されることがある。なお、画素電極２３は、反射型であってもＩＴＯなどの透明性金属から形成される場合もある。この場合には、反射層としての反射性金属が形成された後、絶縁層を介して透明な画素電極２３が形成される。一方、半透過反射型として用いられる場合には、反射層を薄く形成して半透過反射膜とするか、あるいは、スリットが設けられる構成となる。素子基板２０自体は、例えば、石英やガラスなどの絶縁性を有するものが用いられる。なお、透過型として用いる場合には、透明であることも素子基板２０の要件となるが、反射型として用いる場合には、透明であることが要件にならない。また、素子基板２０の表面に下地層２０１が設けられる理由は、熱処理により、下部電極１３ｂなどが下地から剥離しないようにするとともに、下部電極１３ｂに不純物が拡散しないようにするためである。したがって、これが問題とならない場合には、下地層２０１は省略可能である。
【００２５】
（絶縁体１１の詳細な構成）
このように構成したＴＦＤ１０において、絶縁体１１は、図４（ｂ）に示すように、下部電極１３ｂの上面を覆う第１の絶縁膜１７ａと、下部電極１３ｂの側面を覆う第２の絶縁膜１４とを備えている。第１の絶縁膜１７ａは、厚さが５０ｎｍ〜１００ｎｍの陽極酸化膜（タンタル酸化膜）である。第２の絶縁膜１４は、厚さが２０〜４０ｎｍの陽極酸化膜（タンタル酸化膜）であり、第１の絶縁膜１７ａより薄い。
【００２６】
（電気光学装置１００およびＴＦＤ１０の製造方法）
図５は、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置１００の製造方法の一例を示す工程図である。図６は、素子基板形成工程の一部（ＴＦＤの製造工程など）を示す説明図であり、その左側には、図３のIII−III′線における断面図を示し、右側には平面図を示してある。
【００２７】
本形態において、電気光学装置１００を製造するにあたっては、図５に示す非線形素子形成工程Ｐ１〜シール材印刷工程Ｐ５からなる素子基板形成工程と、カラーフィルタ形成工程Ｐ６〜ラビング処理工程Ｐ１０からなる対向基板形成工程とは別々に行われる。また、これらの工程は、素子基板２０および対向基板３０を多数取りできる大型の元基板の状態で行われるが、以下の説明では、単品サイズおよび大型の元基板については区別せず、素子基板２０および対向基板３０と称する。
【００２８】
本形態では、大型の素子基板２０に対して非線形素子形成工程Ｐ１を行うことにより、電気光学装置複数個分のデータ線５２およびＴＦＤ１０を形成する。この非線形素子形成工程Ｐ１では、まず、図６（ａ）に示すように、大型の素子基板２０の表面全体に、厚さが５０〜２００ｎｍ程度のタンタル酸化物などの絶縁膜を一様な厚さに成膜して下地層２０１を形成した後、金属膜形成工程においては、スパッタ法などによって、タンタル単体膜あるいはタングステン−タンタル合金などからなるタンタル膜１３（薄膜）を１００〜１５０ｎｍ程度の厚さで形成する。
【００２９】
次に、第１の絶縁膜形成工程では、陽極酸化法によりタンタル膜１３の表面全体に厚さが５０ｎｍ〜１００ｎｍの分厚い第１の絶縁膜１７を形成する。
【００３０】
次に、パターニング工程では、フォトリソグラフィ技術を用いて、第１の絶縁膜１７の上層に厚さが１〜２μｍのレジストマスク１９を形成した後、第１の絶縁膜１７およびタンタル膜１３に対してドライエッチングを行う。
【００３１】
このようなドライエッチングを行うにあたって、本形態では、まず、図６（ｂ）に示すように、第１の絶縁膜１７およびタンタル膜１３に対するエッチング性を備えた第１のガス成分と、レジストマスク１９に対するエッチング性を備えた第２のガス成分とを所定の割合で含む第１のエッチングガスＧ１でエッチングを行う第１のエッチング処理を行う。ここで、第１のガス成分は、例えばＳＦ6であり、第２のガス成分はＯ2である。また、第１のエッチングガスＧ１における第１のガス成分（ＳＦ6）の比率は、流量比で７５％以下であり、第１のガス成分（ＳＦ6）の比率が比較的低く、第２のガス成分（Ｏ2）の比率が比較的高い。その結果、上層に第１の絶縁膜１７ａを備えた下部電極１３ｂ（薄膜パターン）を形成する。その際、データ線５２の下層側を構成する金属層１３ａも形成され、この金属層１３ａの上層にも第１の絶縁膜１７ａが形成されている。この状態では、下部電極１３ｂおよび金属層１３ａのいずれにおいても裾が広がった形状、すなわち、図１０（ｃ）に示す角度αが小さい形状を有している。
【００３２】
次に、本形態では、図６（ｃ）に示すように、第１のエッチングガスＧ１と比較して、第１のガス成分（ＳＦ6）の比率が高い第２のエッチングガスＧ２を用いてエッチングを行う第２のエッチング処理を行う。ここで、第２のエッチングガスにおける第１のガス成分（ＳＦ6）の比率は、流量比で８０％以上であり、第１のガス成分（ＳＦ6）の比率が比較的高く、第２のガス成分（Ｏ2）の比率が比較的低い。また、第２のエッチング処理時間は、第１のエッチング処理時間よりも短い。その結果、レジストマスク１９はエッチングされず、第１の絶縁膜１７およびタンタル膜１３のみがエッチングされるので、下部電極１３ｂおよび金属層１３ａのいずれにおいても、側面は、素子基板２０に対して垂直に近い形状、すなわち、図１０（ｃ）に示す角度αが大きい形状に整形される。
【００３３】
次に、図６（ｄ）に示すように、レジストマスク除去工程において、レジストマスク１９をアッシング処理により除去する。この状態、データ線５２の金属層１３ａと下部電極１３ｂとはブリッジ部１３ｃで繋がっているので、第２の絶縁膜形成工程においては、大型の素子基板２０を電解槽内で電解液に浸漬した状態で、素子基板２０に給電し、陽極酸化を行う。その際、データ線５２の金属層１３ａおよびブリッジ部１３ｃを介して下部電極１３ｂに給電されるので、下部電極１３ｂおよび金属層１５ａの側面には、厚さが２０〜４０ｎｍ程度の第２の絶縁膜１４が形成される。
【００３４】
次に、アニール工程において、素子基板２０を加熱炉内で加熱する。その結果、第１の絶縁膜１７ａや第２の絶縁膜１４内の転位や空孔などの欠陥密度が低減される。
【００３５】
次に、図６（ｅ）に示す上部電極形成工程においては、厚さが１００〜５００ｎｍ程度のＣｒをスパッタなどによって一様な厚さで成膜した後、フォトリソグラフィ技術を利用してパターニングし、データ線５２の最上層としての金属層１５ｃ、第１のＴＦＤ１０ａの上部電極１５ａ、および第２のＴＦＤ１０ｂの上部電極１５ｂを形成する。以上により、非線形素子であるＴＦＤ１０（ＴＦＤ１０ａ、１０ｂ）が素子基板２０の表面に必要な数だけ形成される。
【００３６】
次に、図６（ｆ）に示すブリッジ部除去工程においては、例えば、ドライエッチングによりブリッジ部１３ｃを大型の素子基板２０から除去する。これにより、第１ＴＦＤ１０ａおよび第２ＴＦＤ１０ｂの下部電極１３ｂおよび酸化膜１４が、データ線５２から島状に分断される。なお、この工程では、ブリッジ部の他に、給電パターンのうち、大型の素子基板２００を切断した際に素子基板２０に残ってしまう不要な部分についても除去する。また、必要に応じて、画素電極２３に相当する領域の下地層２０１を除去する。
【００３７】
次に、図６（ｇ）に示す画素電極形成工程において、画素電極２３を形成するためのＩＴＯをスパッタなどによって一様な厚さで成膜した後、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングし、１画素分の大きさに相当する所定形状の画素電極２３をその一部が上部電極１５ｂに重なるように形成する。これらの一連の工程により、図３および図４に示すＴＦＤ１０および画素電極２３が形成される。
【００３８】
しかる後には、図５の配向膜工程Ｐ３において、元基板２００の表面にポリイミド、ポリビニルアルコールなどを一様な厚さに形成することによって配向膜２４を形成した後、ラビング処理工程Ｐ４において、配向膜２４に対してラビング処理その他の配向処理を行う。次に、シール材印刷工程Ｐ５において、ディスペンサーやスクリーン印刷などによってシール材１０４（図２参照）を環状に塗布する。なお、シール材１０４の一部分には、液晶注入口を形成しておく。
【００３９】
以上の素子基板形成工程とは別に、対向基板形成工程（カラーフィルタ形成工程Ｐ６〜ラビング処理工程Ｐ１０）を行う。それには、まず、ガラス基板などといった透光性材料によって形成された大型の対向基板３０を用意した後、カラーフィルタ形成工程Ｐ６において、大型の対向基板３０の表面上にブラックマトリクス３９、およびカラーフィルタ３８を形成する。ここで、カラー表示が必要でない場合には、カラーフィルタ３８を形成する必要はない。次に、平坦化層形成工程Ｐ７において、カラーフィルタ３８の上に平坦化膜３７を一様な厚さに形成して表面を平坦化する。次に、対向電極形成工程Ｐ８において、ＩＴＯ膜などによりストライプ状の対向電極３１、すなわち、走査線５１を形成する。次に、配向膜形成工程Ｐ９において、走査線５１などの上にポリイミドなどによって一様な厚さの配向膜３４を形成した後、ラビング処理工程Ｐ１０において、配向膜３４に対してラビング処理などといった配向処理を施す。
【００４０】
その後、大型の素子基板２００と大型の対向基板３０とを位置合わせした上でシール材１０４を間に挟んで貼り合わせ（貼り合わせ工程Ｐ１１）、さらに紫外線硬化その他の方法でシール材１０４を硬化させる（シール材硬化工程Ｐ１２）。これにより、液晶表示装置複数個分を含んでいる空のパネル構造体が形成される。その後、空のパネル構造体を短冊状のパネル構造体に切断する（１次切断工程Ｐ１３）。この短冊状のパネル構造体の切断個所では、シール材１０４の途切れ部分からなる液晶注入口が外部に開口しているので、露出した液晶注入口からパネル構造体の内側に液晶を減圧注入した後（液晶注入工程Ｐ１４）、各液晶注入口に対して樹脂などの封止材を塗布して、各液晶注入口を封止する（注入口封止工程Ｐ１５）。なお、この工程により、パネル構造体に液晶が付着するので、液晶を注入し終えたパネル構造体を洗浄する（洗浄工程Ｐ１６）。その後、パネル構造体をさらに切断することにより、複数個の電気光学装置１００が切り出される（２次切断工程Ｐ１７）。しかる後に、電気光学装置１００に液晶駆動用ＩＣチップ２６０などを実装し、電気光学装置１００が完成する（実装工程Ｐ１８）。
【００４１】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態のＴＦＤ１０は、下部電極１３ｂの上面に分厚い第１の絶縁膜１７ａが形成されたラテラル構造を備えているため、下部電極１３ｂの上面に寄生する容量成分を無視できる。
【００４２】
しかも、本形態では、第１の絶縁膜１７およびタンタル膜１３に対するパターニング工程では、まず、第１のガス成分（ＳＦ6）の比率が比較的低く、第２のガス成分（Ｏ2）の比率が比較的高い第１のエッチングガスＧ１を用いた第１のエッチング処理を行った後、第１のガス成分（ＳＦ6）の比率が比較的高く、第２のガス成分（Ｏ2）の比率が比較的低い第２のエッチングガスＧ２を用いた第２のエッチング処理を行う。このため、第１のエッチング処理が終了した時点では、下部電極１３ｂは裾が広がった形状を有しているが、第２のエッチング処理を行うと、下部電極１３ｂの側面は、素子基板２０に対して垂直に近い形状に整形される。それ故、ＴＦＤ１０（ＴＦＤ１０ａ、１０ｂ）において側面の面積が狭いので、下部電極１３ｂの側面に寄生する容量成分を小さく抑えることができる。
【００４３】
しかも、第１のエッチング処理と第２のエッチング処理を組み合わせたため、第２のエッチング処理の時間が短いので、エッチングガスとしてＳＦ6の流量比が高い条件でエッチングを行っても、レジストマスク１９には焼きつきや剥離などの問題が発生しない。
【００４４】
［その他の実施の形態］
上記形態では、第２のエッチングガスＧ２としてＳＦ6とＯ2の混合ガスを用いたが、第２のエッチング処理時間が短い場合には、第２のエッチングガスＧ２としてＯ2を一切、含まないガスを用いてもよい。
【００４５】
また、上記形態では、第１の絶縁膜１７およびタンタル膜１３に対してドライエッチングを行う際、第１の絶縁膜１７およびタンタル膜１３に対するエッチング性を備えた第１のガス成分としてＳＦ6を用い、レジストマスク１９に対するエッチング性を備えた第２のガス成分としてＯ2を用いたが、第１のガス成分としてはＣＦ4などを用いてもよい。
【００４６】
さらに、上記形態では、第１の絶縁膜１７ａおよび第２の絶縁膜１４のいずれをも陽極酸化により形成したが、ＣＶＤ法を用いて、第１の絶縁膜１７ａを形成してもよい。また、第１の絶縁膜１７ａを形成する際、水蒸気を含有する雰囲気内での熱処理と陽極酸化やＣＶＤ法とを組み合わせてもよい。また、上記形態では、第１の絶縁膜１７および第３の絶縁膜１８のいずれをもタンタル酸化膜により構成したが、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜で構成してもよい。
【００４７】
さらにまた、上記形態では、下部電極１３ｂとしてタンタル膜単体膜を用いた例を説明したが、タンタルにタングステンを配合した合金を用いてもよく、ニオブやその合金を用いてもよい。
【００４８】
［その他の電気光学装置および非線形素子の例］
図７（ａ）、（ｂ）は、ＴＦＴの平面図および断面図である。上記形態では、非線形素子としてＴＦＤの製造に本発明を適用したが、ＴＦＴおよびそれを画素スイッチング素子として用いた電気光学装置の製造に本発明を適用してもよい。すなわち、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、ＴＦＴ１６０は、基板上にシリコン膜などの半導体膜１６１、ゲート絶縁膜１６２、ゲート電極１６３および層間絶縁膜１６４がこの順に積層され、かつ、層間絶縁膜１６４のコンタクトホールを介して、ソース電極１６５がソース領域１６６に接続し、ドレイン電極１６７がドレイン領域１６８に接続している。なお、半導体膜１６１において、ゲート絶縁膜１６２を介して対向する部分はチャネル領域１６９である。このような構成のＴＦＴ１６０も、島状の半導体膜１６１を形成する際には、基板の全面に半導体膜を形成した後、パターニングするので、かかるパターニングに本発明を適用すれば、側面が基板面に垂直に近い形状にパターニングすることができ、チャネル形状を安定化することができる。また、ゲート電極１６３を形成する際にも、基板の全面に金属膜やドープト半導体膜を形成した後、パターニングするので、かかるパターニングに本発明を適用すれば、チャネル長の圧縮などを図ることができる。
【００４９】
このようなＴＦＴを用いた電気光学装置としては、図８および図９を参照して以下に説明する電気光学装置がある。
【００５０】
図８は、画素スイッチング素子としてＴＦＴを用いたアクティブマトリクス型の液晶装置（電気光学装置）の構成を模式的に示すブロック図である。図９は、電気光学物質として電荷注入型の有機薄膜を用いたエレクトロルミネッセンス素子を備えたアクティブマトリクス型電気光学装置のブロック図である。
【００５１】
図８に示すように、画素スイッチング素子としてＴＦＴを用いたアクティブマトリクス型液晶装置からなる電気光学装置１００ｂでは、マトリクス状に形成された複数の画素の各々に、画素電極１０９ｂを制御するための画素スイッチング用のＴＦＴ１３０ｂが形成されており、画像信号を供給するデータ線１０６ｂが当該ＴＦＴ１３０ｂのソースに電気的に接続されている。データ線１０６ｂに書き込む画像信号は、データ線駆動回路１０２ｂから供給される。また、ＴＦＴ１３０ｂのゲートには走査線１３１ｂが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線１３１ｂにパルス的に走査信号が走査線駆動回路１０３ｂから供給される。画素電極１０９ｂは、ＴＦＴ１３０ｂのドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ１３０ｂを一定期間だけそのオン状態とすることにより、データ線１０６ｂから供給される画像信号を各画素に所定のタイミングで書き込む。このようにして画素電極１０９ｂを介して液晶に書き込まれた所定レベルのサブ画像信号は、対向基板（図省略）に形成された対向電極との間で一定期間保持される。ここで、保持されたサブ画像信号がリークするのを防ぐことを目的に、画素電極１０９ｂと対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量１７０ｂ（キャパシタ）を付加することがある。この蓄積容量１７０ｂによって、画素電極１０９ｂの電圧は、例えば、ソース電圧が印加された時間よりも３桁も長い時間だけ保持される。これにより、電荷の保持特性は改善され、コントラスト比の高い表示を行うことのできる電気光学装置が実現できる。なお、蓄積容量１７０ｂを形成する方法としては、容量を形成するための配線である容量線１３２ｂとの間に形成する場合、あるいは前段の走査線１３１ｂとの間に形成する場合もずれであってもよい。
【００５２】
図９に示すアクティブマトリクス型電気光学装置１００ｐは、有機半導体膜に駆動電流が流れることによって発光するＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子、またはＬＥＤ（発光ダイオード）素子などの発光素子をＴＦＴで駆動制御するアクティブマトリクス型の表示装置であり、このタイプの表示装置に用いられる発光素子はいずれも自己発光するため、バックライトを必要とせず、また、視野角依存性が少ないなどの利点がある。
【００５３】
ここに示す電気光学装置１００ｐでは、複数の走査線１０３ｐと、この走査線１０３ｐの延設方向に対して交差する方向に延設された複数のデータ線１０６ｐと、これらのデータ線１０６ｐに並列する複数の共通給電線１２３ｐと、データ線１０６ｐと走査線１０３ｐとの交差点に対応する画素１１５ｐとが構成されている。データ線１０６ｐに対しては、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン、アナログスイッチを備えるデータ線駆動回路１０１ｐが構成されている。走査線１０３ｐに対しては、シフトレジスタおよびレベルシフタを備える走査線駆動回路１０４ｐが構成されている。また、画素１１５ｐの各々には、走査線１０３ｐを介して走査信号がゲート電極に供給される第１のＴＦＴ１３１ｐと、この第１のＴＦＴ１３１ｐを介してデータ線１０６ｐから供給される画像信号を保持する保持容量１３３ｐと、この保持容量１３３ｐによって保持された画像信号がゲート電極に供給される第２のＴＦＴ１３２ｐと、第２のＴＦＴ１３２ｐを介して共通給電線１２３ｐに電気的に接続したときに共通給電線１２３ｐから駆動電流が流れ込む発光素子１４０ｐとが構成されている。発光素子１４０ｐは、画素電極の上層側には、正孔注入層、有機エレクトロルミネッセンス材料層としての有機半導体膜、リチウム含有アルミニウム、カルシウムなどの金属膜からなる対向電極が積層された構成になっており、対向電極は、データ線１０６ｐなどを跨いで複数の画素１１５ｐにわたって形成されている。
【００５４】
また、非線形素子を備えた電気光学装置としては、これに限られるものではなく、例えば、プラズマディスプレイ装置、電気泳動ディスプレイ装置、電子放出素子を用いた装置（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ  およびＳｕｒｆａｃｅ−Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−Ｅｍｉｔｔｅｒ  Ｄｉｓｐｌａｙなど）などの各種の電気光学装置においても本発明を同様に適用することが可能である。
【００５５】
［電子機器への搭載例］
本発明を適用した電気光学装置は、携帯電話機やモバイル型のパーソナルコンピュータの他、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、エンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ページャ、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの電子機器に適用できる他、３０インチを越えるような大画面を備えた電子機器を構成するのに用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】画素スイッチング素子としてＴＦＤを用いた電気光学装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す電気光学装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図３】図１に示す電気光学装置において、非線形素子を含む数画素分のレイアウトを示す平面図である。
【図４】図１に示す電気光学装置において、各画素に形成された非線形素子の説明図である。
【図５】図１に示す電気光学装置の製造方法の一例を示す工程図である。
【図６】本発明を適用した電気光学装置の製造工程のうち、素子基板形成工程の一部を示す工程断面図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は、ＴＦＴの平面図および断面図である。
【図８】画素スイッチング素子としてＴＦＴを用いたアクティブマトリクス型の液晶装置（電気光学装置）の構成を模式的に示すブロック図である。
【図９】電気光学物質として電荷注入型の有機薄膜を用いたエレクトロルミネッセンス素子を備えたアクティブマトリクス型電気光学装置のブロック図である。
【図１０】従来のＴＦＤの製造方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０、１０ａ、１０ｂ・・ＴＦＤ（非線形素子）、１３・・タンタル膜、１３ｂ・・下部電極、１４・・第２の絶縁膜、１５ｂ・・上部電極、１７、１７ａ・・第１の絶縁膜、１９・・レジストマスク、１００・・電気光学装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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